两只同型巴蜗牛在感染叶锈菌的咖啡叶上爬行。

　　动画：ZACHARY HAJIAN-FOROOSHANI

　　如果你认为夏令时对你早晨的警觉性影响最大，那么也许你应该考虑一下咖啡叶锈病。

　　咖啡叶锈菌是全球最具经济破坏力的咖啡危害。自20世纪80年代以来，美洲偶尔会爆发咖啡叶锈病，对咖啡生产产生了严重影响，导致咖啡价格有时翻倍，有时甚至翻三倍。自2008年以来，咖啡叶锈病的严重程度持续升级，为了解决这一问题人们投入的资源也大幅增加。

　　为控制这种最具经济破坏力的咖啡害虫，一项新发现提供了一种有趣的可能性——蜗牛。密歇根大学安娜堡分校最近的一项研究表明，同型巴蜗牛（Bradybaena similaris）可在咖啡叶锈病对咖啡植物造成损害之前吃掉大量咖啡叶锈菌。把一只蜗牛放在一片布满咖啡叶锈菌的叶子上，它可以在24小时内吃掉30%的叶锈菌。

　　虽然咖啡叶锈菌有已知的捕食者和病原体，但腹足类动物（蜗牛和蛞蝓）却从未被列入其中。目前也有有限的证据表明蛞蝓会进食其他类型的植物真菌。这似乎也是人类首次发现同型巴蜗牛改变饮食习惯：从植物转变为真菌。

　　然而，这种潜在的生物控制方式（一种利用其他生物管控害虫的策略）存在一定的缺陷。同型巴蜗牛是典型的入侵性害虫，同时还是一种农作物害虫。不过，研究人员似乎偶然发现了一种方法，可使同型巴蜗牛将其饮食对象集中在咖啡叶锈菌上。

　　橙黄色的蜗牛粪便

　　2016年，密歇根大学的博士生Zachary Hajian-Forooshani与顾问John Vandermeer及Ivette Perfecto一起在波多黎各的中央山脉进行实地研究，期间他们在绿色的咖啡叶背后发现了附着的橙黄蜗牛粪便。粪便的颜色与咖啡叶锈病的颜色看起来完全相同。

　　出于好奇，研究者们收集了同型巴蜗牛和本地的Bulimulus guadalupensis蜗牛样本，这两种蜗牛经常一起栖息在咖啡叶上。在控制的实验室环境下，研究小组让两只蜗牛分别在一片感染咖啡叶锈病的咖啡叶上度过一夜。24小时后，只有同型巴蜗牛清除了咖啡叶子上的叶锈菌。

　　第二年，研究小组又回到同一个咖啡种植园进行补充实验。在这次采集蜗牛的过程中，他们发现了大量的真菌寄生菌——蜡蚧轮枝菌，人类已知的叶锈菌的天敌。这种现象让研究者们不禁思考同型巴蜗牛是否同时吃掉了叶锈菌和其天敌——后者被视为一种重寄生菌。

　　左边是感染了咖啡叶锈菌的典型咖啡叶，旁边的叶子显然被蜗牛清除了橙黄色的叶锈菌孢子。右边叶子的左侧边缘可以看到一串橙色的蜗牛粪便。

　　摄影：ZACHARY HAJIAN-FOROOSHANI

　　不过，要想破解三者之间的关系很困难。带有更多锈斑的咖啡叶上也有更多的蜡蚧轮枝菌。因此，蜗牛可以通过叶锈菌消除饥饿，而蜡蚧轮枝菌只是旁观者，或者蜗牛以二者为食。

　　因此，研究小组收集了感染了叶锈病的咖啡叶，但这一次还采集了一些含有蜡蚧轮枝菌的叶子。于是，他们再次把蜗牛和咖啡叶一起放在黑暗的容器中24小时。

　　对同型巴蜗牛食性的统计分析表明，同型巴蜗牛明显偏好既有叶锈菌又有蜡蚧轮枝菌的咖啡叶。此外，当咖啡叶上的蜡蚧轮枝菌更多时，同型巴蜗牛似乎会吃掉更多的叶锈菌。

　　Hajian-Forooshani解释说，当身处新异环境时，许多生物会改变自己的行为方式。

　　“考虑到世界各地害虫的自然涌现的现象，以及全球各地生态群落中的入侵物种和生物防控因子不可预见的相互作用，上述观点被普遍认为是实际情况。” Hajian-Forooshani说。

　　集团内捕食

　　咖啡叶锈病、同型巴蜗牛和蜡蚧轮枝菌之间的关系可能是一种“集团内捕食”现象——捕食者吃掉被病原体感染的猎物。理论研究表明，集团内捕食可以有效地预防害虫爆发。

　　这种集团内的相互作用可能会使重寄生菌的种群数量保持稳定，从而起到更好的长期控制或抑制咖啡叶锈病的效果，加州大学圣克鲁兹分校的教授Stacy Philpott说，他专门从事农业生态学、生物多样性和咖啡害虫生物控制研究。

　　“这可能是同型巴蜗牛扮演的重要生态角色。” Philpott说，她没有参与这项研究。她的实验室通过蚂蚁和两种以咖啡植物为食的昆虫——蚜虫和介壳虫之间的关系，发现了一个类似的保护咖啡的“集团内捕食”现象。

　　介壳虫和蚜虫都以咖啡植物为食。反过来，蚂蚁通过这些昆虫获取糖分，防止它们被其他捕食者吃掉。虽然这听起来对咖啡无益，甚至农民们经常错误地认为这些虫子是有害的，但这些蚂蚁经常会攻击其他更具破坏性的食草动物，最终对咖啡植物而言利大于弊。

　　具有讽刺意味的是，同型巴蜗牛通过捕食咖啡叶锈菌可为农业带来益处，而这种蜗牛却被认为是一种具有较大危害的农业害虫，在全球各地以柑橘类作物、葡萄、豆类、卷心菜和芥菜为食。出于这个原因，在接受本篇报道采访的研究人员中，所有人都建议在探索使用同型巴蜗牛作为生物害虫防治剂时要非常谨慎。

　　目前，研究者对同型巴蜗牛可能会给生态系统带来什么影响知之甚少。例如，同型巴蜗牛同时进食重寄生菌和叶锈菌，但如果进食太多会出现什么情况？这会导致叶锈菌比之前繁殖的更快，进而破坏咖啡种植园的生态系统吗？

　　“传统的害虫防治方法往往没有考虑其中的复杂性，进而导致重大的自然灾害，” 加州大学圣克鲁兹分校的农业生态学者Esteli Jimenez-Soto说，他的研究同时关注咖啡和生物防治措施。目前还不清楚这种“集团内捕食”生物防治仅适用于波多黎各境内，还是适用于所有情况。

　　Hajian-Forooshani说，未来研究者将进行实地调查，以评估波同型巴蜗牛捕食咖啡叶锈菌的现象在多黎各和整个拉丁美洲的普遍程度。

　　在上一次拜访波多黎各期间，研究者们注意到一些种类未知的蛞蝓，它们体内似乎存在咖啡叶锈菌孢子，而且它们也留下了橙黄的排泄物。看起来咖啡叶锈菌被腹足类动物广泛食用的可能性比之前认为的要大，而且这种现象直到现在才被科学发现。

　　另一个重要问题是，同型巴蜗牛吃掉的咖啡叶锈菌孢子被排出体外后是否还能存活。如果这些孢子能够存活并繁殖，那么同型巴蜗牛的捕食行为可能对咖啡农场主（和咖啡饮用者）就没有多少益处。

　　不过，如果新发现确实导致了一种可行的生物害虫防治的产生，那么一定会很受欢迎。其他咖啡叶锈病的防治方法必须不断地进行微调，才能跟上叶锈菌对杀虫剂和杀菌剂产生抗药性的速度。这可能就是同型巴蜗牛的优势所在。

　　“培养避免被吃掉的能力是一个挑战。” Hajian-Forooshani说。